estequiometria

Estequiometria

Reações Químicas

Conversão de substâncias simples ou

compostos em diferentes substâncias

simples ou compostos

Equações Químicas

Fumaça branca de NH4Cl resultante

da reação química entre NH3 e HCl

Usadas para representar as mudanças químicas e estudos quantitativos

P4(s) + 6 Cl2 (g) → 4 PCl3 (l)Reagentes Produtos

Antoine Lavoisier (séc. XVIII)

Lei de Conservação das Massas:A matéria não pode ser criada ou destruída

2 Al (s) + 3 Br2 (l) → 1 Al2Br6 (s)

Relação entre as quantias de reagentes e produtos Estequiometria

Coeficientes Estequiométricos

Balanceamento de Equações Químicas

Informação quantitativa sobre os átomos envolvidos na reação

A quantidade de átomos de cada elemento é a mesma em ambos os lados da equação

Formação do óxido de ferro (III):

4 Fe (s) + 3 O2 (g) → 2 Fe2O3 (s)

Combustão:

C3H8 (g) + 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O(l)

2 NH3 (g) + 3/2 O2 (g) → N2 (g) + 3 H2O(l)

Hematita

Relações de Massa em Reações Químicas: Estequiometria

Tabela de Quantias:

Reação P4 (s) + 6 Cl2 (g) → 4 PCl3 (l)

Quantia inicial (mol)

1,00 mol (124 g) 6,00 mol (425 g) 0 mol (0 g)

Variação na quantia (mol)

- 1,00 mol - 6,00 mol + 4,00 mol

Quantia após a reação completa

(mol)

0 mol (0 g) 0 mol (0 g) 4,00 mol (549 g)

124 g + 425 g = “549 g”

Refazer a Tabela de Quantias tendo como base uma reação

planejada para usar 1,45 g de fósforo

Tabela de Quantias:

Reação P4 (s) + 6 Cl2 (g) → 4 PCl3 (l)

Quantia inicial (mol)

0,0117 mol (1,45 g)

0,0702 mol (4,98 g)

0 mol (0 g)

Variação na quantia (mol)

- 0,0117 mol - 0,0702 mol + 0,0468 mol

Quantia após a reação completa

(mol)

0 mol (0 g) 0 mol (0 g) 0,0468 mol (6,43 g)

1,45 g + 4,98 g + 506 g = “6,43 g”

Reações em que um reagente está presente em

quantidade limitada

Freqüentemente é desejável usar excesso de um dos reagentes em relação ao sugerido pela estequiometria

Isso garante que um dos reagentes seja completamente consumido

Preparação da Cisplatina:

(NH4)2PtCl4 (s) + 2 NH3 (aq) → 2 NH4Cl (aq) + Pt(NH3)2Cl2 (s)Reag. limitante Reag. em excesso

NH3 (aq): poucos centavos de dólar por grama

(NH4)2PtCl4 (s): 100 dólares por grama totalmente convertido no produtoPt(NH3)2Cl2 (s): rendimento depende da quantidade de (NH4)2PtCl4 (s)

Oxidação da amônia em tela metálica de platina:

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g)

Se reagirmos 750 g de NH3 com 750 g de O2, o que seria esperado em

relação ao consumo dos reagentes e obtenção dos produtos?

750 g de NH3= 44,0 mol 750 g de O2= 23,4 mol

Relação estequiométrica dos reagentes:

5 mol O2 / 4 mol NH3 = 1,25 mol O2 / 1 mol NH3

Relação dos reagentes disponíveis:

23,4 mol O2 / 44,0 mol NH3 = 0,532 mol O2 / 1 mol NH3

Portanto, o O2 é o reagente limitante

Tabela de Quantias:

Reação 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g)

Quantia inicial (mol)

44,0 mol(750 g)

23,4 mol(750 g)

0 mol(0 g)

0 mol(0 g)

Variação na quantia (mol)

- 18,8 mol - 23,4 mol + 18,8 mol + 28,1 mol

Quantia após a reação completa

(mol)

25,2 mol(429 g)

0 mol(0 g)

18,8 mol(562 g)

28,1 mol(506 g)

429 g + 562 g + 506 g = “1500 g”

Rendimento percentual

Rendimento teórico quantidade máxima de produto que pode ser obtido em uma reação

Rendimento de fato geralmente é menor que o teórico

Aspirina (AAS): C7H6O3 (s) + C4H6O3 (l) → C9H8O4 (s) + CH 3CO2H (l)

Ácido salicílico: 14,4 g (reag. limitante) Anidrido acético: excesso

Rendimento de fato: 6,25 g de AAS Rendimento percentual de AAS?

Ácido salicílico (MM = 138,1 g/mol) 14,4 g = 0,104 mol

AAS (MM = 180,2 g/mol) 0,104 mol = 18,8 g Rendimento teórico

= 33,3%

No século V a.C., Hipócrates, médico grego

e pai da medicina científica, escreveu que o

pó ácido da casca do salgueiro chorão

aliviava dores e diminuía a febre.

Hoje, o AAS é facilmente obtido pela

indústria farmacêutica através de síntese

química.

Ácidosalicílico

Anidrido acético

Ácidoacetilsalicílico

Aspirina (AAS):

1897 - Bayer

Exercício:

Qual é o rendimento percentual, obtido na síntese de 6,25 g

do ácido acetil salicílico (AAS), sabendo-se que foram

utilizadas 14,4 g do ácido salicílico em excesso de anidrido

acético?

Aspirina (AAS): C7H6O3 (s) + C4H6O3 (l) → C9H8O4 (s) + CH 3CO2H (l)

Rendimento percentual

Rendimento teórico quantidade máxima de produto que pode ser obtido em uma reação

Rendimento experimental geralmente é menor que o teórico

Aspirina (AAS): C7H6O3 (s) + C4H6O3 (l) → C9H8O4 (s) + CH 3CO2H (l)

Ácido salicílico: 14,4 g (reag. limitante) Anidrido acético: excesso

Rend. experimental: 6,25 g de AAS Rendimento percentual de AAS?

Ácido salicílico (MM = 138,1 g/mol) 14,4 g = 0,104 mol

AAS (MM = 180,2 g/mol) 0,104 mol = 18,8 g Rendimento teórico

= 33,3%

Equações químicas em análise química quantitativa

Qual a quantidade de ácido acético em uma amostra de vinagre?

CH3CO2H (aq) + NaOH (aq) → NaCH3CO2 (aq) + H2O (l)

Determinando a quantidade exata de NaOH que reage com o ácido

acético, a concentração deste também será conhecida

Amostra de vinagre (3 ml)

NaOH (0,1 mol/l)

Indicador: fenolftaleína

Viragem:consumiu 25 ml da base

Avaliando a quantidade de sacarina (adoçante artificial) presente

em amostras de pastilhas de benzocaína

Convertendo o S da sacarina a BaSO4 (s), este poderá ser filtrado, seco e

pesado e, por analogia, a quantidade de sacarina pode ser determinada

1 mol de C7H5NO3S 1 mol de SO4-2 (aq) 1 mol de BaSO4 (s)

-2

Ba(OH)2

-2+2

BaSO4: 0,1320 g/233,43 g/mol = 0,56 mmol

Sacarina: 0,56 mmol x 183,18 g/mol = 0,1035 g

0,9891 g ---- 100 %0,1035 g ---- X %

Resposta: X = 10,47%

Exercício: Qual é a porcentagem de sacarina presente em uma

amostra que, após tratamento químico, 0,9891 g desta amostra

transformaram-se em 0,1320 g de BaSO4?

Obtendo o teor de PbCO3 em uma amostra

do mineral cerussita (0,583 g):

Passo 1: tratamento com ácido nítrico

PbCO3 (s) + 2 HNO3 (aq) → Pb(NO3)2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Passo 2: adição de ácido sulfúrico

Pb(NO3)2 (aq) + H2SO4 (aq) → PbSO4 (s) + 2 HNO3 (aq)

PbSO4 (s)= 0,628 g = 0,00207 molPortanto, PbCO3 (s) = 0,00207 mol = 0,553 g

% em massa de PbCO3 (s) = 0,553 g PbCO3 x 100 % = 94,9 % 0,583 g de amostra

Determinando a fórmula de um composto por combustão

Fórmula empírica de um composto

pode ser determinada quando sua composição percentual é conhecida

Análise por combustão usada para compostos que queimam em O2

CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g)+ 2 H2O (l)

Os produtos são separados, pesados e a quantidade de mols determinada.

Analisador CHN Perkin-Elmer

Ao ser queimado, 1,125 g de um hidrocarboneto (M.M.= 86,2 g/mol) produziu

3,447 g de CO2 e 1,647 g de H2O. Qual será sua fórmula molecular?

A fórmula empírica é, portanto, C3H7

0,09142 mol H2O = 0,1828 mol H

0,07832 mol CO2 = 0,07832 mol C

Assim, a fórmula molecular será C6H14

Proponha estruturas que poderiam apresentar esta fórmula molecular.

EQUAÇÃO IÔNICA GLOBAL

Uma equação química que envolve apenas as substâncias que passam por transformações químicas no decurso de uma reação.

(1)

(2)

(3)

(4)

EQUAÇÃO IÔNICA GLOBAL

Escrever equações iônicas liquídas balanceadas para cada uma das seguintes reações:

𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞 )+𝐾 2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞 )→ 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠 )+𝐾𝑁𝑂3(𝑎𝑞)

𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠)+𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑞 )→𝐶𝑎𝐶𝑙2 (𝑎𝑞 )+𝐻2𝐶𝑂3(𝑎𝑞)

𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑 (𝒔 )+𝟐𝑯+¿ (𝒂𝒒 )→𝑪𝒂𝟐 +¿ (𝒂𝒒 )+𝑯𝟐𝑪𝑶𝟑 (𝒂𝒒)¿ ¿

EQUAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO

(1)

(2)

PARA CASA:

2 2 2 1

3 28 4 9 6 28

14 6 2 6 7

14 2 2 3 7

5 2 10 2 5